Optimización Computacional de Turbina Darrieus Híbrida Adaptativa: Parte 1
Autores: Mohan Kumar, Palanisamy; Surya, Mohan Ram; Sivalingam, Krishnamoorthi; Lim, Teik-Cheng; Ramakrishna, Seeram; Wei, He
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Optimización Computacional de Turbina Darrieus Híbrida Adaptativa: Parte 1
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Turbinas eólicas de eje vertical tipo Darrieus
VAWT
Turbina híbrida Darrieus adaptativa
AHDT
Coeficiente de potencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las turbinas eólicas de eje vertical tipo Darrieus (VAWT) son prometedoras para la generación de energía descentralizada a pequeña escala debido a sus ventajas únicas, como un diseño simple, insensibilidad a la dirección del viento, fiabilidad y facilidad de mantenimiento. A pesar de estos aspectos positivos, la mala capacidad de autoarranque y la baja eficiencia en vientos débiles e inestables deterioran el desarrollo adicional. Se propuso la Turbina Darrieus Híbrida Adaptativa (AHDT) por el autor en estudios anteriores como una solución potencial para mejorar las características de baja velocidad del viento. El objetivo de la investigación actual es optimizar los parámetros de la AHDT. La AHDT integra un rotor Savonius de variación dinámica con un rotor Darrieus. Se lleva a cabo un estudio numérico 2D completamente detallado utilizando Navier-Stokes promediado por Reynolds (RANS) para investigar el impacto del diámetro del rotor Darrieus (DR) en el rotor Savonius (DT) en relación con el rendimiento de la turbina híbrida. Se evalúa el coeficiente de potencia del rotor Darrieus cuando el rotor Savonius está en la condición cerrada (cilindro) de varios diámetros. Se examina la influencia del número de Reynolds (Re) en el coeficiente de par. Se informa una pérdida de potencia del 58.3% y del 25% para una relación DR/DT de 1.5 y 2 respectivamente para la AHDT con solidez 0.5 a 9 m/s. La interacción del flujo entre el rotor Savonius en configuración cerrada revela la formación de vórtices de von Karman que interactúan con las palas Darrieus, resultando en la separación del flujo. Se encuentra que una relación diametral óptima (DR/DT) de 3 produce el máximo coeficiente de potencia del rotor Darrieus.
Descripción
Las turbinas eólicas de eje vertical tipo Darrieus (VAWT) son prometedoras para la generación de energía descentralizada a pequeña escala debido a sus ventajas únicas, como un diseño simple, insensibilidad a la dirección del viento, fiabilidad y facilidad de mantenimiento. A pesar de estos aspectos positivos, la mala capacidad de autoarranque y la baja eficiencia en vientos débiles e inestables deterioran el desarrollo adicional. Se propuso la Turbina Darrieus Híbrida Adaptativa (AHDT) por el autor en estudios anteriores como una solución potencial para mejorar las características de baja velocidad del viento. El objetivo de la investigación actual es optimizar los parámetros de la AHDT. La AHDT integra un rotor Savonius de variación dinámica con un rotor Darrieus. Se lleva a cabo un estudio numérico 2D completamente detallado utilizando Navier-Stokes promediado por Reynolds (RANS) para investigar el impacto del diámetro del rotor Darrieus (DR) en el rotor Savonius (DT) en relación con el rendimiento de la turbina híbrida. Se evalúa el coeficiente de potencia del rotor Darrieus cuando el rotor Savonius está en la condición cerrada (cilindro) de varios diámetros. Se examina la influencia del número de Reynolds (Re) en el coeficiente de par. Se informa una pérdida de potencia del 58.3% y del 25% para una relación DR/DT de 1.5 y 2 respectivamente para la AHDT con solidez 0.5 a 9 m/s. La interacción del flujo entre el rotor Savonius en configuración cerrada revela la formación de vórtices de von Karman que interactúan con las palas Darrieus, resultando en la separación del flujo. Se encuentra que una relación diametral óptima (DR/DT) de 3 produce el máximo coeficiente de potencia del rotor Darrieus.